Общая теория относительности может сделать возможной жизнь на планетах, вращающихся вокруг белых карликов.

В поисках внеземной жизни

В поисках внеземной жизни мы обычно ищем планеты, вращающиеся вокруг звёзд, похожих на Солнце, и ледяные спутники. Но есть и другой возможный кандидат — планеты, обращающиеся вокруг белых карликов, горячих и плотных остатков мёртвых звёзд.

Что такое белый карлик?

Белый карлик — это то, что остаётся, когда у звезды, подобной нашему Солнцу, заканчивается топливо, и она сбрасывает свои внешние слои. Эти звёздные остатки меньше и тусклее, чем были раньше. У них есть обитаемая зона (область, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода) в пределах нескольких миллионов километров от звезды, что крайне близко в астрономическом плане.

Проблема приливных сил

Хотя были обнаружены большие планеты, вращающиеся вокруг белых карликов, учёные ранее считали, что жизнь на них невозможна из-за приливных сил. Эти силы усиливаются, когда соседняя планета-компаньон растягивает орбиту обитаемой планеты, придавая ей форму овала. Это растягивает и сжимает внутренности планеты, создавая трение, которое может вызвать смертельный парниковый эффект, делая планету непригодной для жизни. Это приведёт к выкипанию любых поверхностных озёр и океанов и предотвратит формирование жизни.

Решение проблемы с помощью общей теории относительности

Однако с помощью компьютерного моделирования Ева Стафайн и Джульетта Беккер из Университета Висконсин-Мэдисон показали, что теория общей теории относительности (ОТО) Эйнштейна, описывающая гравитацию на очень больших масштабах и высоких скоростях, может стабилизировать орбиту планеты.

Они обнаружили, что мощная гравитация белого карлика заставляет орбиту планеты медленно вращаться. Эта сила предотвращает чрезмерное увеличение овальной формы орбиты, несмотря на гравитационное притяжение соседней планеты-компаньона. Это снижает приливный нагрев и сохраняет жидкую воду на поверхности, потенциально делая её пригодной для жизни.

Исследователи провели моделирование с учётом эффектов ОТО и без них. Результаты подтвердили, что без ОТО большинство планет в обитаемой зоне с соседними планетами-компаньонами были бы перегреты и непригодны для жизни. Однако с учётом ОТО обитаемая зона значительно увеличивается, что позволяет избежать парникового эффекта.

«Наши результаты демонстрируют, что ОТО может действовать как динамический щит в компактных планетарных системах после главной последовательности. Эта защитная роль должна быть учтена при будущих оценках обитаемости планет вокруг белых карликов», — написали исследователи в своей статье, опубликованной на сервере препринтов arXiv.

Это даст нам больше возможностей при поиске обитаемых планет за пределами нашей Солнечной системы. Новое исследование может помочь астрономам определить наиболее перспективные цели для таких передовых платформ, как космический телескоп Джеймса Уэбба, крупнейший и самый мощный телескоп, запущенный в космос.